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1、 电厂中储式煤粉仓经济型流量式料位计的设计和应用 摘 要：通过流量式料位计的设计安装和使用，基本证明流量式料位计用于测量粉仓料位切实可行，而且与使用量较大的浮筒法测量有明显的优点，经济、实用，维护量小，连续测量，实时显示。为粉仓料位提供一种新的测量手段。关键词：粉仓料位;浮筒式料位计;流量式料位计;煤粉密度和重度不稳定;测量误差;标度变换在火电厂中，由于中储式制粉系统运行灵活，节能效果明显而得到广泛应用。但由于受中储式制粉系统的粉仓内高温、潮湿及粉尘的影响，辐射式、超声波、电容式料位计在粉仓料位测量中难以适应，流量式料位计由于煤粉的塑性严重，易堵塞取样管而不能使用，现在粉仓广泛使用的是浮筒式（
2、或称重锤式）料位计。浮筒式料位计受粉仓的温度、粉尘影响较小，但不论是手动驱动还是电动执行机构驱动的浮筒型料位计，都存在钢丝绳与滑轮之间的机械摩擦，长时间在高粉尘环境中运行，其日常维护量大，不能连续测量的缺点便显现无遗。对此，通过创新思路在这方面进行了有益的探索和实验。成功设计、安装并试运行了一种流量式料位计，解决了浮筒式料位计不能连续测量，维护量大的缺点。对提高锅炉稳定燃烧有重要的意义。1 流量式料位计的工作原理及组成1.1 流量式料位计的工作原理根据流体力学的定义，流过一固定截面的流体流量Q=S。其中Q为流量;是流体密度;是流速;S是通过流体的面积。当在一定温度、压力下，流体的密度基本不变，
3、如果保持流速也稳定，则流体流量Q与其通流面积S成正比。据此，我们按图1设计，将在管壁上开有槽形孔7的取样管6插入被测料位或液位中，被测料位或液位将淹没或堵塞部分取样管6的槽形孔，在保持槽形孔7孔口流速不变的情况下，其流量Q=S=K（h-h1）。于是在一定流速下，被堵塞的槽形孔7长度：也就是料位高度h1=h-（Q/K），这样就测量出料位或液位。1.2 流量式料位計的组成本流量式料位计由压力变送器1、取样管2、差压变送器3、文丘里流量孔板4、电动调压阀5、PID调节器7、风机7组成。其中，由文丘里流量孔板4、流量变送器3组成本料位计的料位信号输出核心部件。压力变送器1、电动调压阀5、PID调节器7
4、组成取样管喷口流速稳定系统，风机6用于为测量系统提供被测介质。2 流量式料位计在实际应用中存在的问题与解决2.1 本流量式料位计在实际应用中存在的问题流量式料位计安装在锅炉一个粉仓上，安装后通过观察发现，其与浮筒式粉位计测量数据相比，在本粉仓两套制粉系统全停的情况下，测量数据与浮筒式料位计测量值趋势一致，但当启动或停止制粉系统时，误差达到50cm，对实用性影响较大。2.2 产生较大测量误差的原因分析2.2.1 粉仓负压对测量准确性的影响2将减小，而根据流量式料位计的测量公式Q= S可知：在变化时，Q与S，也即流量Q与被测料位高度h1的对应关系非单调函数，所以导致料位测量时出现较大的误差。2.2
5、.2 风压沿程损失hw对测量准确性的影响由不可压缩的连续流体的伯努利方程：从中推导，如果在Z1、Z2、p1、p2不变时，1增大，则hw增大，hw的增大势必造成2沿取样管开口各点不均和p2的不一致，从而使测量到的Q不完全符合S的计算公式，产生一定的测量误差。2.2.3 标度变换引起的测量误差由于浮筒式粉位计测量的0m料位标定在在粉仓底部，而流量式料位计0位在取样管出口，因本仪表取样管出口并未到达粉仓底部，其与粉仓底部有数米的差距h1。当用粉仓底部为本仪表的0位时便出现了较大的测量误差。2.3 降低测量误差采取的技术措施对于粉仓负压所产生的测量误差，从稳定p2的角度出发，将压力变送器1改为差压变送
6、器，并在PID调节器7和电动调门5的控制下使风的喷口处压力p2稳定，从而减小由于粉仓负压变化造成的测量误差;对于由于流量变化时沿程损失hw造成的测量误差，采用实测插值补偿法，即：h1=h-（Q/K）+h插值，从而消除此项测量影响因素;对于标度变换引起的误差，通过DCS组态，将粉仓料位计算公式修改为h=h1+h安装高差。即可解决由标度变换引起的误差。2.4 改进后的料位计使用效果经改进后，实际使用对比观察，本料位计测量值与浮筒式粉位测量值基本一致，两测量值差小于仪表量程的10%。基本满足了现场实际使用的最低要求。3 结论流量法测量粉仓粉位原理可行，经济实用;流量法测量粉仓料位对使用系统要求高，必须有DCS系统进行多参数运算补偿;流量式料位计优点明显，无机械摩擦、磨损，维护量小，维护方便简单。连续测量，实时显示。参考文献：1孙文策，刘宏升.工程流体力学M.大连：大连理工大学出版社，2012. -全文完-
